膀胱动力泵电磁驱动单元的建模与仿真

研究膀胱动力泵电磁驱动单元的电磁驱动特性,针对体外辅助膀胱排尿系统,为了优化性能,提出了利用等效磁荷法建立膀胱动力泵电磁驱动单元数学模型。将电磁铁和永磁体分别看成等效磁荷,建立以磁荷间库伦作用力表示电磁驱动力的电磁驱动单元模型。模型的电磁铁电流、永磁体间距、永磁体数量、永磁体与电磁铁间角度等主要因素对膀胱动力泵电磁驱动能力有影响。在Matlab平台上仿真,结果表明,可提高膀胱动力泵的电磁驱动能力。改进的模型具有建模简单,计算速度快及求解精度较高等特点,可为膀胱动力泵的设计和分析提供依据和有效手段。

基于ANSYS的膀胱动力泵特性仿真分析

为了研究膀胱动力泵的电磁驱动特性、温升特性及排尿动力特性,建立电磁驱动系统及膀胱动力泵3D有限元模型,仿真分析电磁铁电流、气隙和永磁体数量对电磁驱动力、温升、膀胱压、尿流率及排尿时间的影响。结果表明:所建立的有限元模型有效实用;增加电磁铁电流、永磁体数量和减小气隙,有利于提高电磁驱动力、膀胱压、尿流率并缩短膀胱压达峰时间及排尿时间;在辅助排尿期,初始电磁驱动力可达8.50 N,膀胱压峰值可达8.36 kPa,尿流率峰值可达25 mL/s,膀胱压达峰时间为5 s,排尿时间为40 s,温升仅为9.42℃,符合人体排尿动力特性要求。研究结果可为设计适用于动物和临床实验的膀胱动力泵提供理论指导。